thiết kế hệ thống điều khiển thiết bị điện từ xa, chương 20 ppt

Chương 20: Tính tốc độ cắt kinh
tế
Sau khi xác định và s ta tiến hành tính toán tốc độ cắt kinh tế
theo công thức tuổi bền dao.
Tiếp tục để đảm bảo máy đã chọn có thể đảm bảo thực hiện
gia công, ta cần kiểm nghiệm công suất động cơ. Công thức kiểm
nghiệm là:
Nc
Nđc .  (KW)
6120
.vP
N
v
c
 (KW) trong đó: P
v
(KG); v(m/ph)
 là hiệu suất của máy ( = 0,6 - 0,8)
Tóm l
ại, xác định chế độ cắt kinh tế khi gia công thô được tiến
hành theo trình tự sau:
(1) Lựa chọn phương pháp gia công
d
ựa vào hình dạng, kích thước
chi tiết gia công đã cho trên bản
vẽ.
(2) Lựa chọn dao (hình dáng và vật
liệu) trên cơ sở biết chi tiết và
phương pháp gia công.
(3) Chọn chiều sâu cắt t trên cơ sở
lượng dư gia công h và h

ình
dáng dao.
(4) Tra các thành ph
ần lực cho
phép [Ps], [Pt], [Pv] trong lý lịch
máy.
Chi tiết gia công
máy
Ch
ọn
dao
t
[P]
s
v
N
C

N
®c
(5) Tính toán lượng chạy dao hợp lý
và xác định lượng chạy dao
chọn
(6) Tính tốc độ cắt kinh tế với t, s đã
bi
ết và điều kiện cắt khác đã
ch
ọn.
(7) Kiểm nghiệm công suất động cơ.
Để dễ thấy trình tự, cơ sở và quan hệ

của các bước tiến hành ta xây dựng sơ đồ
hình 8.2
8.1.3. Xác định chế độ cắt khi gia công tinh
Đối với gia công tinh ngoài yêu cầu tách lớp lượng dư gia
công cơ trong thời gian ngắn,
yêu cầu đảm bảo độ bóng bề mặt
ghi trên bản vẽ là yêu cầu quan trọng.
Khi xác định độ lớn nhấp nhô, trước hết cần chú ý vật liệu gia
công, hình dáng hình học của dao, và lượng chạy dao, đồng thời
cần thấy rõ: nếu tốc độ cắt càng cao thì độ bóng đạt được càng
cao.
Do đặc điểm gia công tinh như trên, nên việc xác định chế độ
cắt kinh tế khi gia công tinh cần thay đổi một ít so với gia công
thô. Cụ thể trình tự tính toán như sau:
(1) Chọn phương pháp gia công trên cơ sở bản vẽ chế tạo
chi tiết đã cho (đặc biệt chú trọng yêu cầu độ bóng bề
mặt).
(2) Lựa chọn vật liệu hình dáng hình học dao trên cơ sở đã
bi
ết chi tiết gia công (vật liệu), phương pháp gia công, độ
bóng bề mặt chi tiết. Chú ý khi gia công tinh cần chọn vật
liệu dao cho phép cắt ở tốc độ cao.
(3) Chọn chiều sâu cắt xuất phát từ lượng dư gia công và kết
cấu của dao.
Hình 8.2 – Sơ đồ tính chế độ cắt
(4) Tra bảng trong sổ tay cắt gọt để chọn lượng chạy dao
theo độ bóng bề mặt, vật liệu gia công, h
ình dáng hình học
của dao với sự lưu ý đến các gá trị tốc độ cắt thường dùng
đối với vật liệu dao đã chọn.

(5) Tính độ cắt theo tuổi bề
n dao. Nếu tốc độ cắt tính ra
không đảm bảo y
êu cầu độ bống thì cần giảm lượng chạy
dao và tính lại đến khi nào thoả mãn yêu cầu thì thôi.
(6) Ki
ểm nghiệm công suất động cơ trên cơ sở tính lực cắt
chính Pv và tốc độ cắt đã tính ở bước 5
Những nguyên tắc xác định chế độ cắt kinh tế khi gia công thô
và gia công tinh đ
ã nêu ở trên là phổ biến cho tất cả các phương
pháp gia công.
Vi
ệc tính toán xác định chế độ cắt kinh tế là một bước quan
trọng khi lập quy trình công nghệ gia công chi tiết. Cụ thể là:
Trong s
ản xuất hàng loạt, sau khi xác định chế độ cắt kinh tế,
ta lựa chọn trong phân xưởng những máy có khả năng hoàn thành
vi
ệc gia công với chế độ cắt đã cắt một cách kinh tế nhất.
Trong sản xuất hàng khối, trên cơ sở cắt kinh tế đã được xác
định (số liệu hướng
dẫn theo thống kê cho trong các bảng của sổ
tay cắt gọt) ta tiến hành lựa chọn hoặc thiết kế máy theo yêu cầu.
8.2. BÔI TRƠN VÀ LÀM NGUỘI KHI CẮT.
Một trong những biện pháp quan trọng nhằm cải thiện điều
kiện cắt là tưới dung dịch trơn nguội vào vùng cắt trong quá trình
gia công. Tưới dung dịch trơn nguội vào vùng cắt có ba tác dụng.
(1) Tác dụng bôi trơn để tăng độ bóng bề mặt đã gia công.
(2)Tác d

ụng làm nguội vùng cắt để tăng tuổi bền dao và
gi
ảm tác dụng xấu của nhiệt cắt đến hệ thống công nghệ.
(3) Đẩy phoi ra khỏi v
ùng cắt (nhất là khi gia công phoi vụn,
khoan lỗ sâu)
Tác dụng bôi trơn và làm nguội là những mục tiêu cơ bản của
việc tưới dung dịch trơn nguội.
8.2.1. Cơ sở của vấn đề bôi trơn làm nguội khi cắt
1. Cơ sở làm nguội bằng cách tưới dung dịch.
Dung dịch được tưới vào vùng cắt lan truyền trên các bề mặt
đ
ã được đốt nóng do nhiệt cắt. Một phần dung dịch đã nhận bớt
nhiệt lượng ở vùng cắt, phần khác bị bốc hơi cũng mang một nhiệt
lượng nhất định đi khỏi
vùng cắt. Như vậy lượng dung dịch đưa
vào đ
ã chia xẻ bớt nhiệt lượng sinh ra trong vùng cắt nhờ vậy làm
gi
ảm nhiệt độ của vùng cắt. Điều này có lợi cho tuổi bền của dao,
đồng thời cũng l
àm giảm bớt tác dụng nhiệt đến hệ thống công
nghệ.
Từ phân tích trên, rõ ràng tác dụng làm nguội chỉ là tác dụng
đơn thuần về mặt vật lý. Thật vậy khi hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung,
nhiệt hoá hơi của dung dịch càng lớn thì tác dụng làm nguội càng
tăng.
Ở đây cần lưu
ý tới khả năng gây ẩm ướt của dung dịch. Hình
8.3 cho ta phân bi

ệt một giọt dung dịch trên bề mặt và gây ẩm trên
b
ề mặt. Hình 8.3.a biểu thị một giọt chất lỏng trên bề mặt hình
8.3.b bi
ểu thị gây ẩm trên bề mặt.
Khả năng gây ẩm phụ thuộc vào sức căng bề mặt của dung
dịch. Những dung dịch có sức căng bề mặt lớn thì trong thời gian
ngắn không dễ dàng đi vào các lỗ hổng nhỏ. Điều đó cho ta giải
thích được khi tưới bằng nước có pha dung dịch gây ẩm có tác
dụng làm nguội tốt hơn khi tưới là nước thường.
Mặt khác ta thấy rằng bốc nhiệt bằng cách bốc hơi sẽ tăng lên
n
ếu dung dịch được đưa vào vùng cắt với áp lực lớn, điều đó được
giải thích bằng tác dụng liên tục hơn của màn sương dung dịch
phun vào.
Th
ực nghiệm cho thấy, nếu sử dụng hợp lý loại dụng dịch và
phun v
ới áp lực phù hợp nhiệt độ cắt có thể được giảm 100 -
150
0
C.


Hình 8.3 - Sức căng bề mặt của chất lỏng

a.
b.
2. Cơ sở việc bôi trơn bằng cách tưới dung dịch:
Tác dụng bôi trơn khi tưới dung dịch thể hiện ở việc làm giảm

ma sát giữa mặt trước dao và phoi, giữa bề mặt sau dao và chi tiết.
Trong đó việc giảm ma sát giữa mặt trước dao v
à phoi có tác dụng
lớn đến việc nâng cao tuổi bền dao.
Như ra đ
ã biết: các chất hoạt tính bề mặt quyết định tác dụng
bôi trơn của dung dịch.
Ta biết rằng: khi tưới một chất lỏng lên bề mặt rắn, thì trên bề
mặt vật rắn sẽ được phủ bởi một màng mỏng chất lỏng. Nếu cho
vật rắn tiếp xúc và chuyển động tương đối với vật rắn khác, thì
màng m
ỏng chất lỏng chính là màng đệm có tác dụng làm giảm ma
sát giữa hai bề mặt tiếp xúc.
Khi cắt giữa các bề mặt tiếp xúc trong vùng cắt có áp suất lớn
và nhiệt độ cao. Do vậy dung dịch dùng để tưới vào muốn tạo được
màng đệm cần phải được các chất hoạt tính bề mặt như mỡ, dầu
thực vật, axit béo no
Các khu vực khi tiếp xúc cắt gọt có thể biểu diễn bằng mô
hình ở hình 8.4. Khi cắt tại các vùng tiếp xúc bao giờ cũng xuất
hiện các lỗ hỗng nhỏ. Nguyên nhân hình thành các lỗ hổng do sự
xuất hiện và mất đi một cách đột ngột của các khối lẹo dao, cũng
có thể do sự rạn nứt đột ngột của các bề mặt tiếp xúc. Vì nguyên
nhân xu
ất hiện như vậy, nên khi mới hình thành các lỗ hổng này là
những lỗ chân không . Khi tưới dung dịch trơn nguội được hút vào
các l
ỗ hổng chân không đó bằng những đường mao dẫn (vết nứt tế
vi). Đó chính là các nguyên nhân đưa dung dịch v
ào các vùng tiếp
xúc và hình thành các màng đệm.

Kết quả thí nghiệm cho thấy: nếu sử dụng hợp lý dung dịch
bôi trơn, lực cắt sẽ giảm đượ chúng tôi 0 - 30%, mài mòn dao sẽ
giảm và nhờ đó cho phép tăng tốc độ cắt 10 - 40%, độ bóng bề mặt
gia công tăng được 1
- 2 cấp.